Par de bases de ADN artificial desenvolvido com base em ligações de halogéneo
O par de bases artificiais, concebido de forma totalmente nova, funciona de acordo com um novo princípio químico
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Pela primeira vez, os investigadores conseguiram desenvolver um par de bases de ADN artificial que se baseia numa força química diferente da do material genético natural. Enquanto os blocos de construção comuns do ADN natural são mantidos juntos por ligações de hidrogénio, o novo par de bases baseia-se em ligações de halogéneo como força de atração central. Estas funcionam como minúsculos "sítios de acoplamento" precisamente alinhados entre moléculas. O estudo demonstra, pela primeira vez, que essas ligações alternativas também permitem estruturas de ADN estáveis. O estudo foi publicado com o título "Investigating Halogen Bonds as Pairing Force in an Artificial DNA Base Pair" no Journal of the American Chemical Society.
Nas últimas décadas, foram desenvolvidos numerosos pares de bases artificiais que imitam ou complementam o princípio da ligação de hidrogénio. "A nossa abordagem vai mais longe: desenvolvemos um par de bases artificiais completamente novo que utiliza ligações de halogéneo como força atractiva alternativa", afirma a investigadora principal, a Professora Dra. Stephanie Kath-Schorr, do Instituto de Química Orgânica da Universidade de Colónia. Para tal, a equipa concebeu blocos de construção químicos especiais que contêm um átomo de halogéneo - neste caso, iodo. Utilizando simulações em computador, os investigadores começaram por calcular a forma como estes blocos de construção deviam ser dispostos de forma óptima. Em seguida, produziram as moléculas em laboratório e investigaram se formavam as ligações pretendidas. As experiências confirmaram que os novos blocos de construção se reconhecem uns aos outros de forma fiável e formam um par estável.
Particularmente digno de nota é o facto de uma enzima natural aceitar os blocos de construção artificiais. As polimerases de ADN são enzimas que funcionam como "máquinas de cópia" da célula, sintetizando novas cadeias de ADN. Nas experiências, os investigadores demonstraram que uma polimerase de ADN pode incorporar os blocos de construção recentemente desenvolvidos numa cadeia de ADN em crescimento. Assim, o par de bases artificiais funciona não só num tubo de ensaio, mas também num contexto biológico.
"O ADN não se baseia exclusivamente no princípio químico conhecido", afirma Kath-Schorr. "Os nossos resultados alargam o alfabeto genético e aprofundam o nosso conhecimento sobre a verdadeira flexibilidade da molécula da vida." A longo prazo, esses blocos de ADN adicionais poderão abrir novas possibilidades na biologia sintética, por exemplo, no desenvolvimento de novas abordagens de diagnóstico e terapêuticas.
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Publicação original
Robert Dörrenhaus, Philip K. Wagner, Leonie Wilczek, Sophie Lüggert, Tobias A. Behn, Martin Breugst, Stephanie Kath-Schorr; "Investigating Halogen Bonds as Pairing Force in an Artificial DNA Base Pair"; Journal of the American Chemical Society, 2026-2-12
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